Устройство для измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях
ЕСОЮзи я
НАТЕЬ, „...,;.):(,,,г ц
О П
<щ664110
Союз Советских
Сещиалистическик
Республик
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСИОМУ :ВИДЕ ЕЛЬС ВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (5f)e. Кл.2
G R 19/00 (> ) ЗаЯвлеио 221275 () 2303151/18-21 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытн Й (23) Приоритет(53) УДК 621 317. . 322 (088. 8) Опубликовано 250579. Бюллетень ¹ 19 г
Дата опубликования описания 250579 (72) Авторы изобретения
Б. H. Пьяных, ". Г. Таранов, В.А. Хомяк и К.М.Корольков (71) Заявитель
Институт электродинамики АН Украинской CCP (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ ЭНЕРГИИ В ТРЕХХФАЗНЫХ СЕТЯХ
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для измерения несимметрии, несинусоидальности и отклонений напряжения в многофазных сетях, т.е, оценка качества
5 электрической энергии в промышленных усровиях, а также в лабораторной практике.
Из известных устройств аналогично- 1О
1о назначения наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения симметричных составляющих основной и высших гармоник несимметричных напряжений, основанное на примене- 5 нии Фильтров симметричных составляющих и электродинамического ваттметра.
В описываемом устройстве для разло"жения основной и высших гармоник в трехфазной сети на симметричные составляющие используется RC-фильтр, напряжение с выхода которого поступает в токовую обмотку (обмотка неподвижной катушки) ваттметра электродина25 мического типа, обмотка напряжения которого (обмотка подвижной катушки) питается от эталонного генератора синусоидального напряжения с частотой измеряемой гармоники (1).
Недостаток такого устройства зак-. лючается в том, что для выделения фазовых последовательностей необходимо отдельное устройство — RC-фильтр симметричных составляющих, вызывающий погрешность измерений при изменении частоты вследствие частотной зависимости емкостного сопротивления фильтра.
Цель изобретения - повышение точности измерений.
Достигается это тем, что в устройство измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях, содержащее прибор электродинамической системы, к обмотке подвижной катушки которого подключен выход регулируемого эталонного генератора синусоидального напряжения, введены два идентичных указанному, прибора электродинамической системы, имеющих ось со шкальным указателем, причем обмотки неподвижных катушек приборов электродинамической системы подклю-, чены к фазным проводам измеряемой сети, регулируемый эталонный генератор выполнен в виде переключаемого,по порядку чередования фаз генератора трехфазного симметричного напряжения.
664110
0 - U(scan((»rt+ ()+0, s n(mt-r )
U =(r s1n(co%+ j )+Q sjrr((rrg - „ <. — р (1) б О)1 ( +ц(") shirr(u, + ()+ 2 >+ 1 Ъ), („„((1) 4g 1 где Ц, Ф 1, 17 " r- амплитуды соста влявщих нулевой, 38 прямой и обратной . последовательности соответственно по, основной частоте; частота .сети 40 gd),,, @)- фазовие углы составлявших нулевой, прямой и,обратной последовательности по основной частоте. С помощьв эталонного генератора 11 формируется трехфазная система симметричных напряжений, например, с частотой сети. Пусть порядок чередованИя фаэ для этих напряжений выбран 80 обратным U =if sih (taktcP) р) 55 здесь| (r (>,ц(ц(- напряжения на () выходе 12,13 14 генератора 11, образующие обратный порядок чередования фаз; 65 На чертееже приведена схема, где изображена трехфазная система измеря» емых напряжений 1, 2, 3 (О-нулевой .привод) обмотки:неподвижных: катушек 4, 5, б приборов электродинамической системы; полуобмотки подвижных катушек 7, 8, 9 приборов электро» динамической системы; добавочные сопротивления 10, обмотки подвижных и неподвижных катушек приборов; регулируемый эталонный генератор ll, выходные напряжения 12, 13, 14 выхо! О ды генератора 11; регулятор 15 фазовых сдвигов генератора 11; стрелка 1á.указателя регулятора 15; выключатели 17, 18, 19 эталонных напряжений отдельных фаз генератора ll; шкальний 18 указатель 20 результатов измерений. Напряжения отдельных фаз трехфазной питающей сети напряжений 1, 2, 3 по основной частоте могут быть пред-, ставлены через симметричные состав- 20 ляющие следуюцим образом (р — амплитуда напряжений генератора 11; д — угол регулиро- вания фазы напряжений генератора с помощью регулятора 15. НапРЯжениЯ (1) подаются на мотки неподвижных 4 5 б а напря жения (2) - на обмотки подвижных 7,. 8, 9 катушек приборов электродинамической системы. В обмотках возникают токи, вызывающие магнитные поля, в результате взаимодействия которых в каждом измерительном элементе возникает вращающий момент. Известно, что по причине инерционности подвижная часть приборов не успевает за мгновенными значениями момента и ре- агирует на среднее значение его. На обцей оси трех приборов моменты суммируются. Результирукщйй средний момент Здесь К - коэффициент, зависящий от активных сопРотивлений об-. моток неподвижных и подвижных катушек; М„ и — взаимная индуктивность между неподвижной и подвижной катушками; с(— угол поворота подвижной кагушки . При Р= (средний момент М сказывается пропорциональным амплитуде составляющей обратной- последовательности ф по основной частоте, а угол регулйровайия d, изменяемый регулятором 15 и отмечаемый стрелкой 16, при максимальном отклонении шкального указателя 20, отсчитывавщего в масшгг B? П о табе klf М амплитуду "2m .про 2 М йс». порционален фазовому углу этой последовательности у< ). Анализ показйвает, что, приняв в (2) нулевой (фазовые углы 22 и 4 3 3 в выражениях отсутствуют) или прямой (фазовые углы и меняются мес2Ж 417, 3 3 тами) порядок чередования фаз, получим выражения для среднего момента на оси прибора, аналогичные (3), в которых вместо 73 соя(y r-d) будут члены (асов(у; "-д ) и () сов (f< -д ) соответственно. Для выполнения указанных изменений порядка чередования фаз регулируемий эталонный генератор 11 выполнен в виде переключаемого по порядку чередования фаз генератора трехфазйого симметричного напряжения. Высшие гармоники в трехфазных се.тях также образуют в общем случае не 664110 Формула изобретения Составитель О.Богомолов Редактор В.лукин Техред Л.Алферова Корректор A.Ãðèöåíêo Заказ 2985/43 Тираж 1089 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5 Филиал. ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 симметричные системы напряжений или токов и могут быть записаны аналогично выражению (1), в котором частота сети умножается в целое число фаз. Для измерения симметричных составляющих высших гармоник и их фазовых углов частоту генератора .11 изменяют и делают равной частоте выделяемой гармоники. Соответственно изменяются и выражения (2) . Производя преобразования, подобные описанным выше, получим выражения, )0 аналогичные (3), в которых вместо амплитуд и Фаз симметричных составляющих по основной частоте, будут стоять эти величины для высших гармоник. Таким образом, данное устройство 1Б аналогично прототипу позволяет производить разложения несимметричных напряжений трехфазной сети на симметричные составляющие по. основной частоте и высшим гармоникам. 20 .При этом точность измерения йовышается за счет исключения:влияния на результат измерения колебания частоты сети, что следует, например, иэ выражения (3), где постоянная составляющая от частоты не зависит. цля этого предусматривается синхронизация сетью генератора 11. Причем функции выделения симметрич ных составляюющих и их измерения совмещены в бдном узле. При измерении на высших гармониках требуется частотная перестройка лишь генератора 11. Кроме того, воэможности настоящего изобретения шире, т.к. устройство I с г 3 позволяет измерять не только ампли- туды, но и фазы симметричных состав- ляющих, 1. Устройство для измерения параметрсв качества электрической энергии в трехфазних сетях, содержащее прибор электродинамической системы, к обмотке подвижной катушки которого подключен выход регулируемого эталонного генератора синусоидального напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены два идентичных указанному, прибора электродинамической системы, имеющих ось со шкальным указателем, причем обмотки неподвижных катушек приборов электродинамической системы подключены к фазным проводам измеряемой сети. 2» Устройство для измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях по п.l, о т« л и ч а ю щ е е с я тем, что регулируемый эталонный генератор выполнен в виде переключаемого по порядку чередования фаз генератора трехфазного симметричного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Воронов P.Ë., Куровская Л.Н. Измерения сймяетричных составляющих гармоник несимметричных напряжений. Научйые труди Омского института инженеров железнодорожного транспорта, 1973, с. 147.
